张晨曦《计算机体系结构》第2版课件解析

计算机体系结构是计算机科学与技术领域中的一门基础性学科，其研究对象是计算机系统的组织结构、设计原理和实现方式，它包括计算机硬件和软件的相互作用，以及它们与外部设备的通信。计算机体系结构的学习对于深入理解计算机的工作原理、提升系统设计能力以及进行高效的软硬件开发具有至关重要的作用。 张晨曦编著、由高等教育出版社出版的《计算机体系结构》（第2版）是一本重要的教科书，该书对计算机体系结构进行了系统的阐述，内容涵盖了计算机系统设计的基础概念、传统和现代体系结构的特点、性能评估、流水线技术、向量和阵列处理器、多核和众核处理器、存储系统、输入输出系统、指令级并行技术、超标量和超线程技术等关键话题。 湖南大学将这本《计算机体系结构》作为硕士课程的课件使用，显示了对该课程内容深度和广度的重视，以及张晨曦及其编写的教材在教育领域的权威性和实用性。课程所涵盖的丰富知识点，对于硕士生们深化理论知识、提升实践能力和培养创新思维都极为有益。 计算机体系结构的核心知识点可以概括为以下几个方面： 1. 计算机系统的基本组成：计算机系统由输入/输出系统、处理器、存储器、总线和控制器等基本部件组成。理解这些部件的功能和它们之间的交互对于掌握计算机体系结构至关重要。 2. 性能评估标准：包括响应时间、吞吐率、处理器利用率、加速比等，这些指标帮助我们评估和比较不同计算机系统的设计效果。 3. 处理器设计：涉及CISC（复杂指令集计算机）与RISC（精简指令集计算机）架构的比较，流水线技术及其相关问题，例如数据冲突、控制冲突和结构冲突的处理。 4. 并行计算：并行计算在现代计算机系统中非常重要，包含了多核和众核处理器设计、共享内存与分布式内存系统、向量处理、指令级并行、多线程技术等。 5. 存储系统设计：这涉及到内存的层次结构，包括高速缓存、主存和外存，以及它们之间的数据一致性、替换策略、存储保护机制等。 6. 输入输出系统：包括I/O接口和I/O技术，如总线、中断、直接内存访问（DMA）等。 7. 超标量和超线程技术：这是提高处理器性能的重要技术，它们允许一个处理器核心同时处理多个指令流，有效地利用硬件资源。 学习计算机体系结构，不仅需要掌握上述知识点，还需要通过实验、项目或课程设计等实践环节来加深理解和运用。使用由张晨曦编写的课件进行学习，可以更加系统化和深入地掌握计算机体系结构的知识，为今后的科研工作或行业应用打下坚实的基础。